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【摘 要】本文系统的介绍了深埋箱基、筏基、桩基或其它深基础的高层建筑主楼与荷载相对很轻的低层裙楼相毗连，两者之间的不均匀沉降处理的方法，重点介绍了主楼基础和裙楼基础连成整体的结构设计。
【关键词】高层建筑；主楼与裙楼；基础整体设计
文章编号：ISSN1006—656X（2014）03-0264-01
一、设置沉降缝
沉降缝的设置是一种“放”的处理方法。为避免沉降差造成房屋开裂乃至破坏，早期的高层建筑主楼与裙楼之间大多采用设置沉降缝的方法来解决两者间的沉降不均问题，并采用双柱、双墙等措施将结构完全断开，也就是“放”，让沉降不同的毗邻两侧自由运动。高层建筑必须嵌固在地基上，为了解决高层主楼的“侧限”问题，要在双柱、双墙之间填塞密实的粗砂等材料；为了解决防水问题，要在主楼与裙楼之间的所有地下部分连接处设置大量的“止水带”，这些“止水带”虽有一定的弹性变形能力，但毕竟是有限的，过大的沉降差将使其防水失效；为了尽量避免沉降较大的主楼对用沉降缝分开的毗邻的裙楼基础产生过大的“下拽”，裙楼基础要尽可能的远离主楼基础，这样一来裙楼的上部结构往往要靠悬挑来解决，这样又限制了裙楼基础与主楼基础之间的“远离”。
二、主、裙楼基础的整体设计
主、裙楼基础的整体设计是指将“重荷载”的主楼基础和“轻荷载”的裙楼基础连成整体进行设计，其间不设置沉降缝，以保持建筑空间的连续和完整，也就是“抗”的处理方法。现代的高层建筑，由于使用功能的要求，立面效果的考虑，采暖通风、电气管线的设置，防水处理的困难等诸多因素，大量的设置沉降缝已不现实；尤其是在地震地区，由于“缝”将房屋分成几个独立的部分，地震时常因为相互碰撞而造成震害。相反一些平面布局合理的复杂体型高层建筑，没有设缝（即使是必须设置抗震缝的地方也是地上部分分开，地下部分连为整体），震害较轻。因此，在高层建筑的设计中，目前的整体趋势是避免设置沉降缝，从总体布置上或构造上采取一些措施来减少沉降差等问题。下面笔者就根据这些年的设计经验谈谈整体设计的一些体会。
（一）结构分析
结构分析的子结构法能够明确表达上部结构的刚度与荷载的凝聚过程；上部结构的刚度及荷载向基础的凝聚分成两个阶段；第一阶段为主楼刚度、荷载向裙楼层顶面的凝聚，第二阶段为已经考虑主楼刚度后的裙楼刚度、荷载向基础顶面的凝聚。基础结构分析或是简化为梁、板、筏，或是对箱型基础采用有限元分析等等。总之主、裙楼基础整体设计结构整体分析尤为重要，现在多种结构分析软件均很明了，这里不再累诉。
（二）整体基础设计
（1）优化选择主楼和裙楼的结构和基础形式
当主楼和裙楼之间不设缝时，要从以下几个方面综合考虑：
a.建筑平面布置力求简单。当体形复杂时，要采取加强结构整体性的措施。
b.采用轻型材料，减轻建筑物的自重。
c.设法把基础埋在不同的土层，主楼基础持力层选在低压缩性土层上，裙楼基础持力层选在中压缩性土层上，使两者的沉降差尽量小。
d.裙楼面积较小时，裙楼可悬挑在主楼的基础上。
e.采用桩基础，有条件时桩支承在基岩上，或采取减少沉降的有效措施。
f.采用不同的基础形式。主楼采用桩筏、桩箱基础或箱基外挑，扩大基地面积，降低附加应力，减少主楼沉降，并可减少主楼基底压力扩散对裙楼的影响，使两者的沉降差尽量小。
g.采用箱、筏基础时，合理的调整基础形状及周边尺寸，控制基础平面形心与上部结构竖向永久荷载重心的偏心距。主楼和裙楼不设缝时，由于地基土变形的连续性，决定了交界点两端的变形一致，一般可根据地基土土质、荷载、结构形式而选择刚性连接或柔性连接。基础变形较小时可采用刚性连接，当主楼和裙楼之间差异沉降较大时，交界处基础和上部结构宜采用半刚接或铰接，以减少差异沉降引起的结构内力。
（2）采用灵活的布桩方式
由带裙楼的高层建筑基础的工作状态可知，平均沉降值越大，主楼和裙楼的相互影响也越大，从而导致两者“对倾”的可能性增大。因此必须控制平均沉降。一般情况下，采用长桩基础的高层建筑沉降较小，如果再合理调整主楼和裙楼的桩长、承载力及桩间距，控制差异沉降，就可能在满足构造、冲切、刚度等要求的前提下，减少基础底板的内力。
（3）准确计算基础沉降
带裙楼的高层建筑基础的沉降计算可采用《规范》给出的计算方法计算，也可采用共同作用的方法。当采用共同作用方法计算时，首先把主楼和裙楼当作设缝而进行计算，考虑相互影响的情况下预估
基础的平均沉降和差异沉降。然后再把主楼和裙楼当作不设缝的整体进行计算，在预估的差异沉降的变形差的前提下预估基础的整体挠曲以及相应的基础内力。
a.如果沉降差在1.5‰～3.O‰，则整体挠曲一般在O.33‰以内，主楼和裙楼采用整体基础并可同时施工。如果沉降差和相对倾斜较大，应再调整基础形式，或改变桩长、桩距等重新计算。
b.如果预估差异沉降、相对倾斜较大，又无有效措施调整时，可采用设置“后浇带”措施而不设缝。
（4）后浇带的设置
如采取设置后浇带措施应注意以下几点：
a.在计算时应分成三个阶段，
第一阶段，施工阶段主楼、裙楼用后浇带分开，应分别计算并考虑相互影响；
第二阶段，浇筑后浇带，将主楼与裙楼连成整体时；
第三阶段，完工后的长期效应：
b.后浇带的位置应视主楼的平均沉降值而设在主楼外裙楼的第一个开间或第二个开间的内力较小处；
c.如果主楼和裙楼间的预估沉降差较大时后浇带两侧的结构需预留计算所得的沉降差；
d.先施工主楼，待主楼主体基本完工后，再施工裙楼，并尽量推迟主楼与裙楼之间后浇带的浇筑时间，使其差异沉降尽量减小；
（5）后浇带的“封闭”时间是后浇带成功与否的关键，无限期的推后也不现实。在工期、工序允许的前提下，宜按以下方法确定“封闭”时间：
根据实际沉降观测值并计算后期沉降差能满足设计要求后进行“封闭”。
砂土类地基在主楼结构封顶，并完成大部分砌筑后，其沉降量将完成70%左右，这时即可“封闭”后浇带；如果是粘性土地基则需尽量长的时间。
对于桩基础来说，以端承为主的桩基后浇带的“封闭”时间可适当提前，以摩擦为主的桩基其后浇带的“封闭”时间要尽量推后。
总之后浇带的“封闭”时间是结构设计的一部分，一定要由结构工程师根据工程的具体情况而定，不能一概而论，更不能趋附于业主的工期要求和承建方的工序要求。
三、结束语
主楼和裙楼之间沉降缝的设置不仅给建筑布局带来很大的局限，也使诸如上部立面、地下防水等构造非常复杂，而且双柱、双墙及裙楼悬挑的设置也极不经济。因此高层建筑主楼和裙楼之间不设置沉降缝的整体设计既是一种趋势某种角度说已是一种现实，但现在很多设计在未经严谨的基础选型、沉降差异计算和合理的构造措施的情况下就一味的进行“无缝”设计，其结果是既未能达到经济合理、便于施工的目的，又给工程留下了巨大的隐患。因此高层建筑主、裙楼基础的整体设计必须建立在科学的基础之上。
【关键词】高层建筑；主楼与裙楼；基础整体设计
文章编号：ISSN1006—656X（2014）03-0264-01
一、设置沉降缝
沉降缝的设置是一种“放”的处理方法。为避免沉降差造成房屋开裂乃至破坏，早期的高层建筑主楼与裙楼之间大多采用设置沉降缝的方法来解决两者间的沉降不均问题，并采用双柱、双墙等措施将结构完全断开，也就是“放”，让沉降不同的毗邻两侧自由运动。高层建筑必须嵌固在地基上，为了解决高层主楼的“侧限”问题，要在双柱、双墙之间填塞密实的粗砂等材料；为了解决防水问题，要在主楼与裙楼之间的所有地下部分连接处设置大量的“止水带”，这些“止水带”虽有一定的弹性变形能力，但毕竟是有限的，过大的沉降差将使其防水失效；为了尽量避免沉降较大的主楼对用沉降缝分开的毗邻的裙楼基础产生过大的“下拽”，裙楼基础要尽可能的远离主楼基础，这样一来裙楼的上部结构往往要靠悬挑来解决，这样又限制了裙楼基础与主楼基础之间的“远离”。
二、主、裙楼基础的整体设计
主、裙楼基础的整体设计是指将“重荷载”的主楼基础和“轻荷载”的裙楼基础连成整体进行设计，其间不设置沉降缝，以保持建筑空间的连续和完整，也就是“抗”的处理方法。现代的高层建筑，由于使用功能的要求，立面效果的考虑，采暖通风、电气管线的设置，防水处理的困难等诸多因素，大量的设置沉降缝已不现实；尤其是在地震地区，由于“缝”将房屋分成几个独立的部分，地震时常因为相互碰撞而造成震害。相反一些平面布局合理的复杂体型高层建筑，没有设缝（即使是必须设置抗震缝的地方也是地上部分分开，地下部分连为整体），震害较轻。因此，在高层建筑的设计中，目前的整体趋势是避免设置沉降缝，从总体布置上或构造上采取一些措施来减少沉降差等问题。下面笔者就根据这些年的设计经验谈谈整体设计的一些体会。
（一）结构分析
结构分析的子结构法能够明确表达上部结构的刚度与荷载的凝聚过程；上部结构的刚度及荷载向基础的凝聚分成两个阶段；第一阶段为主楼刚度、荷载向裙楼层顶面的凝聚，第二阶段为已经考虑主楼刚度后的裙楼刚度、荷载向基础顶面的凝聚。基础结构分析或是简化为梁、板、筏，或是对箱型基础采用有限元分析等等。总之主、裙楼基础整体设计结构整体分析尤为重要，现在多种结构分析软件均很明了，这里不再累诉。
（二）整体基础设计
（1）优化选择主楼和裙楼的结构和基础形式
当主楼和裙楼之间不设缝时，要从以下几个方面综合考虑：
a.建筑平面布置力求简单。当体形复杂时，要采取加强结构整体性的措施。
b.采用轻型材料，减轻建筑物的自重。
c.设法把基础埋在不同的土层，主楼基础持力层选在低压缩性土层上，裙楼基础持力层选在中压缩性土层上，使两者的沉降差尽量小。
d.裙楼面积较小时，裙楼可悬挑在主楼的基础上。
e.采用桩基础，有条件时桩支承在基岩上，或采取减少沉降的有效措施。
f.采用不同的基础形式。主楼采用桩筏、桩箱基础或箱基外挑，扩大基地面积，降低附加应力，减少主楼沉降，并可减少主楼基底压力扩散对裙楼的影响，使两者的沉降差尽量小。
g.采用箱、筏基础时，合理的调整基础形状及周边尺寸，控制基础平面形心与上部结构竖向永久荷载重心的偏心距。主楼和裙楼不设缝时，由于地基土变形的连续性，决定了交界点两端的变形一致，一般可根据地基土土质、荷载、结构形式而选择刚性连接或柔性连接。基础变形较小时可采用刚性连接，当主楼和裙楼之间差异沉降较大时，交界处基础和上部结构宜采用半刚接或铰接，以减少差异沉降引起的结构内力。
（2）采用灵活的布桩方式
由带裙楼的高层建筑基础的工作状态可知，平均沉降值越大，主楼和裙楼的相互影响也越大，从而导致两者“对倾”的可能性增大。因此必须控制平均沉降。一般情况下，采用长桩基础的高层建筑沉降较小，如果再合理调整主楼和裙楼的桩长、承载力及桩间距，控制差异沉降，就可能在满足构造、冲切、刚度等要求的前提下，减少基础底板的内力。
（3）准确计算基础沉降
带裙楼的高层建筑基础的沉降计算可采用《规范》给出的计算方法计算，也可采用共同作用的方法。当采用共同作用方法计算时，首先把主楼和裙楼当作设缝而进行计算，考虑相互影响的情况下预估
基础的平均沉降和差异沉降。然后再把主楼和裙楼当作不设缝的整体进行计算，在预估的差异沉降的变形差的前提下预估基础的整体挠曲以及相应的基础内力。
a.如果沉降差在1.5‰～3.O‰，则整体挠曲一般在O.33‰以内，主楼和裙楼采用整体基础并可同时施工。如果沉降差和相对倾斜较大，应再调整基础形式，或改变桩长、桩距等重新计算。
b.如果预估差异沉降、相对倾斜较大，又无有效措施调整时，可采用设置“后浇带”措施而不设缝。
（4）后浇带的设置
如采取设置后浇带措施应注意以下几点：
a.在计算时应分成三个阶段，
第一阶段，施工阶段主楼、裙楼用后浇带分开，应分别计算并考虑相互影响；
第二阶段，浇筑后浇带，将主楼与裙楼连成整体时；
第三阶段，完工后的长期效应：
b.后浇带的位置应视主楼的平均沉降值而设在主楼外裙楼的第一个开间或第二个开间的内力较小处；
c.如果主楼和裙楼间的预估沉降差较大时后浇带两侧的结构需预留计算所得的沉降差；
d.先施工主楼，待主楼主体基本完工后，再施工裙楼，并尽量推迟主楼与裙楼之间后浇带的浇筑时间，使其差异沉降尽量减小；
（5）后浇带的“封闭”时间是后浇带成功与否的关键，无限期的推后也不现实。在工期、工序允许的前提下，宜按以下方法确定“封闭”时间：
根据实际沉降观测值并计算后期沉降差能满足设计要求后进行“封闭”。
砂土类地基在主楼结构封顶，并完成大部分砌筑后，其沉降量将完成70%左右，这时即可“封闭”后浇带；如果是粘性土地基则需尽量长的时间。
对于桩基础来说，以端承为主的桩基后浇带的“封闭”时间可适当提前，以摩擦为主的桩基其后浇带的“封闭”时间要尽量推后。
总之后浇带的“封闭”时间是结构设计的一部分，一定要由结构工程师根据工程的具体情况而定，不能一概而论，更不能趋附于业主的工期要求和承建方的工序要求。
三、结束语
主楼和裙楼之间沉降缝的设置不仅给建筑布局带来很大的局限，也使诸如上部立面、地下防水等构造非常复杂，而且双柱、双墙及裙楼悬挑的设置也极不经济。因此高层建筑主楼和裙楼之间不设置沉降缝的整体设计既是一种趋势某种角度说已是一种现实，但现在很多设计在未经严谨的基础选型、沉降差异计算和合理的构造措施的情况下就一味的进行“无缝”设计，其结果是既未能达到经济合理、便于施工的目的，又给工程留下了巨大的隐患。因此高层建筑主、裙楼基础的整体设计必须建立在科学的基础之上。